Гидропривод фрезерного станка - Курсовая работа

К основным преимуществам гидропривода относятся: - возможность универсального преобразования механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки; простота предохранения приводного двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок; например, если усилие на штоке гидроцилиндра становится слишком большим (такое возможно, в частности, когда шток, соединенный с рабочим органом, встречает препятствие на своем пути), то давление в гидросистеме достигает больших значений - тогда срабатывает предохранительный клапан в гидросистеме, и после этого жидкость идет на слив в бак, и давление уменьшается; широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного звена; например, диапазон регулирования частоты вращения гидромотора может составлять от 2500 об/мин до 30-40 об/мин, а в некоторых случаях, у гидромоторов специального исполнения, доходит до 1-4 об/мин, что для электромоторов трудно реализуемо; самосмазываемость трущихся поверхностей при применении минеральных и синтетических масел в качестве рабочих жидкостей; нужно отметить, что при техническом обслуживании, например, мобильных строительно-дорожных машин на смазку уходит до 50% всего времени обслуживания машины, поэтому самосмазываемость гидропривода является серьезным преимуществом; нагрев рабочей жидкости при работе, что приводит к уменьшению вязкости рабочей жидкости и увеличению утечек, поэтому в ряде случаев необходимо применение специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты;Для разработки принципиальной гидравлической схемы необходимо знать структуру гидропривода. В общем случае она должна содержать следующее: 1) Гидродвигатель. Реверсируют большие потоки рабочей жидкости, поэтому рабочий золотниковый распределитель управляется гидравлическим путем, управляющим гидрораспределителем (пилотом), который в свою очередь переключается за счет механической связи с рабочим органом станка. Применяют дроссельное и объемное регулирование скорости движения. Требуется применение регуляторов расхода для поддержания постоянной скорости движения при переменной нагрузке.Нагрузки, преодолеваемые цилиндрами при разгоне и торможении: (2.2) где - ускорение разгона и торможения, м/с2; Диаметр гидроцилиндра округляем до стандартного значения: D = 90мм. (2.7) где F1 и F2 - нагрузки, преодолеваемые силами давлений поршневой и штоковой полостями. Тяговая нагрузка цилиндра: Нагрузки, преодолеваемые цилиндрами при разгоне и торможении: , где - ускорение разгона и торможения, м/с2; Тяговая нагрузка цилиндра: Нагрузки, преодолеваемые цилиндрами при разгоне и торможении: ;1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином: ; ; 2) Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей: ; ; Строим циклограмму работы гидропривода (рисунок 3.1). Для выбора источников давления заполняем таблицу 3.2, используя данные таблиц 2.1 и 3.1. Для заполнения таблицы 3.2 необходимо определить требуемый объем масла в каждом переходе цикла по следующей формуле: VTI = (3.6)В соответствии с принципиальной гидросхемой подбираем аппаратуру и другие узлы гидропривода по их функциональному назначению, величине условного прохода и способу исполнения. Перепад давлений рабочий находится по формулам: - для распределителей (4.1) Наименование Тип Расход пропускаемый Q, л/мин Расход номинальный Q, л/мин Перепад давлений номинальный рн, МПА Перепад давлений рабочий ра, МПА Утечки Qyt, см3/мин Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином: для напорной гидролинии: для сливной гидролинии: Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей Определяем минимально допустимую толщину стенки трубопровода: j = (4.4) где - предел прочности на растяжение материала трубопровода, = 343 МПА. к? - коэффициент безопасности, к? = 4…8.1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином: - режим ламинарный; 2) Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей: - режим ламинарный; Определяем потери в различных местных сопротивлениях: ?рм = 0,21· (5.3) где - коэффициент местного сопротивления; Потери давления в последовательно подключенных аппаратах определяются из таблицы 4.1 и суммируются: ра = рр рдр ркл …, (5.4) где рр - потери давления в распределителе; 1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином: 2) Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей: 3) Для подачи с постоянным усилием: 4) Для зажимного механизма: 5) Для поворота головки: Определяем объемный КПД участка: (5.9) где ?QУТ - суммарные утечки в гидроаппаратуре;Определяем потери мощности в насосе и гидроприводе Рпот = (6.1) где рн…рні - мощность, потребляемая насосом в каждом переходе цикла работы станка; 1) Для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином: ; 2) Для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей: ; По рекомендации

Содержание

Введение

1. Разработка принципиальной гидравлической схемы

2. Определение размеров гидродвигателей

2.1 Определение размера гидродвигателя для продольного перемещения узла станка с инструментальным магазином (Ц1)

2.2 Определение размера гидродвигателя для управления перемещением и торможением гидроцилиндром с помощью путевых дросселей (Ц2)

2.3 Определение размера гидродвигателя для подачи с постоянным усилием (Ц3)

2.4 Определение размера гидродвигателя для зажимного механизма (Ц4)

2.5 Определение размера гидродвигателя поворота головки (ГМ)

3. Построение циклограммы работы гидропривода и выбор источников давления

4. Выбор гидроаппаратуры и трубопроводов

5. Определение потерь и КПД

6. Насосная установка

7. Техника безопасности

Список использованной литературы

Фрезерный станок - металлорежущий станок для обработки резанием при помощи фрезы, наружных и внутренних плоских и фасонных поверхностей, пазов, уступов, поверхностей тел вращения, резьб, зубьев зубчатых колес и т.п. В данном курсовом проекте необходимо спроектировать гидропривод фрезерного станка.

Широкое использование гидроприводов в станкостроении определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов.

Преимущества ( )

К основным преимуществам гидропривода относятся: - возможность универсального преобразования механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки;

- простота управления и автоматизации;

- простота предохранения приводного двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок; например, если усилие на штоке гидроцилиндра становится слишком большим (такое возможно, в частности, когда шток, соединенный с рабочим органом, встречает препятствие на своем пути), то давление в гидросистеме достигает больших значений - тогда срабатывает предохранительный клапан в гидросистеме, и после этого жидкость идет на слив в бак, и давление уменьшается;

- надежность эксплуатации;

- широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного звена; например, диапазон регулирования частоты вращения гидромотора может составлять от 2500 об/мин до 30-40 об/мин, а в некоторых случаях, у гидромоторов специального исполнения, доходит до 1-4 об/мин, что для электромоторов трудно реализуемо;

- большая передаваемая мощность на единицу массы привода; в частности, масса гидравлических машин примерно в 10-15 раз меньше массы электрических машин такой же мощности;

- самосмазываемость трущихся поверхностей при применении минеральных и синтетических масел в качестве рабочих жидкостей; нужно отметить, что при техническом обслуживании, например, мобильных строительно-дорожных машин на смазку уходит до 50% всего времени обслуживания машины, поэтому самосмазываемость гидропривода является серьезным преимуществом;

- возможность получения больших сил и мощностей при малых размерах и весе передаточного механизма;

- простота осуществления различных видов движения - поступательного, вращательного, поворотного;

- возможность частых и быстрых переключений при возвратно-поступательных и вращательных прямых и реверсивных движениях;

- возможность равномерного распределения усилий при одновременной передаче на несколько приводов;

- упрощенность компоновки основных узлов гидропривода внутри машин и агрегатов, в сравнении с другими видами приводов.

Недостатки (-)

К недостаткам гидропривода относятся: - утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры, особенно при высоких значениях давления в гидросистеме, что требует высокой точности изготовления деталей гидрооборудования;

- нагрев рабочей жидкости при работе, что приводит к уменьшению вязкости рабочей жидкости и увеличению утечек, поэтому в ряде случаев необходимо применение специальных охладительных устройств и средств тепловой защиты;

- более низкий КПД чем у сопоставимых механических передач;

- необходимость обеспечения в процессе эксплуатации чистоты рабочей жидкости, поскольку наличие большого количества абразивных частиц в рабочей жидкости приводит к быстрому износу деталей гидрооборудования, увеличению зазоров и утечек через них, и, как следствие, к снижению объемного КПД;

- необходимость защиты гидросистемы от проникновения в нее воздуха, наличие которого приводит к нестабильной работе гидропривода, большим гидравлическим потерям и нагреву рабочей жидкости;

- пожароопасность в случае применения горючих рабочих жидкостей, что налагает ограничения, например, на применение гидропривода в горячих цехах;

- зависимость вязкости рабочей жидкости, а значит и рабочих параметров гидропривода, от температуры окружающей среды;

- в сравнении с пневмоприводом - невозможность эффективной передачи гидравлической энергии на большие расстояния вследствие больших потерь напора в гидролиниях на единицу длины.